循環動態制御部は設立より一貫して、循環の物理的・工学的成り立ちと心臓が消費するエネルギーに着目した研究を行い、成果を繋いでいる。2021年度、特に注力した研究分野は、①循環動態を巨視的・システム的に記述し、介入ポイントを探索する基礎研究、②循環動態を操るための手法を探る基礎研究、③臨床にいきる医療機器開発の3つである。その過程において、臨床医への教育講演や企業への開発コンサルテーションを行い、基礎研究成果だけでなく、多くのアカデミアおよび企業との共同研究や外部への発信につながった。

2021年の主な研究成果

①循環動態を巨視的・システム的に記述し、介入ポイントを探索する基礎研究
循環調節機能について、動脈圧反射と腎臓交感神経調節の関連に関する研究や薬物が循環動態に及ぼす影響について、特に、選択的徐脈薬イバブラジンやSGLT-2阻害薬、ベルイシグアトなどの新規抗心不全薬が動脈圧反射に及ぼす影響に関する研究を推進し、論文報告を行った。

②循環動態を操り最適化を行う手法を探る基礎研究
迷走神経の電気刺激による生体内在性再生能力の賦活化を利用した新規治療法の開発やドネペジル投与による心血管保護メカニズムの検証を行った。また、大動物を用いた心血管評価系において、新規心不全薬の作用ポイントを定量的に同定することで、心不全治療戦略の最適化を進める研究（シミュレーター開発など）を推進した。

③循環制御につながる医療機器開発
研究活動を発展させるためセンター内他部門、あるいは外部研究機関と積極的に共同研究体制を構築している。特に企業との共同研究は、件数、予算額ともに飛躍的に増加した。これは、当部における基礎研究成果と臨床ニーズが一致しつつあることを示している。医療機器開発は、測定機器と治療機器の開発を両輪として、いずれも企業との共同研究の中で推進された。

研究業績（2021年度）

1. Very short-term beat-by-beat blood pressure variability in the supine position at rest correlates well with the nocturnal blood pressure variability assessed by ambulatory blood pressure monitoring. Hypertension Res. 2022. Kinoshita H, Saku K, Mano J, Mannoji H, Kanaya S, Sunagawa K.  DOI：10.1038/s41440-022-00911-6.
2. HFrEFの心拍管理におけるイバブラジンの使い方. 令和の心不全治療ガイド. 19-23 , 2022. 朔　啓太，横田　翔平　
3. 自律神経制御による循環器疾患治療 -病態生理からみた現状分析と課題- 自律神経. 2022, in press. 横田　翔平, 此内　緑, 朔　啓太

4. Interventional heart failure therapy: A new concept fighting against heart failure. J Cardiol. 2021,16:S0914-5087(21)00339-7. Saku K, Yokota S, Nishikawa T , Kinugawa K.
5. Quantitative assessment of the central versus peripheral effect of intravenous clonidine using baroreflex equilibrium diagrams. J Physiol Sci. 2021,71(1):39. Kawada T, Nishikawa T, Hayama Y, Li M, Zheng C, Uemura K, Saku K, MiyamotoT, Sugimachi M.
6. Ivabradine increases the high frequency gain ratio in the vagal heart rate transfer function via an interaction with muscarinic potassium channels. Physiol Rep. 2021, 9(23):e15134. Kawada T, Yamamoto H, MiyamotoT, Hayama Y, Li M , Zheng C, Uemura K, Sugimachi M, Saku K.
7. Increased Pulmonary Arterial Compliance after Balloon Pulmonary Angioplasty Predicts Exercise Tolerance Improvement in Inoperable CTEPH Patients with Lower Pulmonary Arterial Pressure. Heart Lung. 2021,52:8-15. Umemoto S, Abe K, Hosokawa K, Horimoto K, Saku K, Sakamoto T, Tsutsui H.
8. Ivabradine augments high-frequency dynamic gain of the heart rate response to low- and moderate-intensity vagal nerve stimulation under β-blockade. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 2021,320:H2201-H2210. Kawada T, Yamamoto H, Uemura K, Hayama Y, Nishikawa T, Zheng C, Li M, Miyamoto T, Sugimachi M.
9. Open-loop analysis on sympathetically mediated arterial pressure and urine output responses in spontaneously hypertensive rats: effect of renal denervation. Journal of Physiological Sciences. 2021, 71, 13. Kawada T, Nishikawa T, Suehara S, Sawada S, Tanaka T, Uenohara M, Yamamoto H, Sugimachi M.
10. Aging steepens the slope of power spectrum density of 30-minute continuous blood pressure recording in healthy human subjects. PLOS ONE. 2021,16:e0248428. Mano J, Saku K, Kinoshita H, Mannoji H, Kanaya S, Sunagawa K.
11. A case report of unexpected right-to-left shunt under mechanical support for post-infarction ventricular septal defect: evaluation with haemodynamic simulator. Eur Heart J Case Rep. 2021, 5, ytab209. Hiraoka A, Saku K, Nishikawa T, Sunagawa K.
12. How Should We Develop New Risk Scores for Cardiogenic Shock? Circ J. 2021, 86:695-698. Saku K, Nakata J.  
13. Closed-loop identification of baroreflex properties in the frequency domain. Front Neurosci. 2021, 15:694512. Kawada T, Saku K, Miyamoto T.
14. Development of an automated closed-loop β-blocker delivery system to stably reduce myocardial oxygen consumption without inducing circulatory collapse in a canine heart failure model: a proof of concept study. J Clin Monit Comput. 2021. Nishikawa T, Uemura K, Hayama Y, Kawada T, Saku K, Sugimachi M. PMID: 33969457.
15. A novel method of trans-esophageal Doppler cardiac output monitoring utilizing peripheral arterial pulse contour with/without machine learning approach. J Clin Monit Comput. 2021. Uemura K, Nishikawa T, Kawada T, Zheng C, Li M, Saku K, Sugimachi M. PMID:33598822
16. Impact of Peripheral α7-Nicotinic Acetylcholine Receptors on Cardioprotective Effects of Donepezil in Chronic Heart Failure Rats. Cardiovasc Drugs Ther. 2021, 35:877-888. Li M, Zheng C, Kawada T, Inagaki M, Uemura K, Akiyama T, Sugimachi M.
17. 急性循環不全治療における経皮的左室補助装置Impellaの立ち位置 -循環動態視点による考察- 循環器内科 2021,89:531-537. 横田 翔平, 朔 啓太.
18. イヌ：Impellaモデル. 疾患モデルの作製と利用　循環器疾患2021.上:163-171. 伊藤 朋晃, 飯田 充, 朔 啓太.
19. ニューロモデュレーションによる循環器病治療. 循環器病研究の進歩. 2021,42:56-62. 朔 啓太, 横田 翔平, 此内 緑, 川田 徹.